KR100757765B1 - 무선 통신 시스템을 위한 분산 캐쉬 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 다수의 무선 기지국을 포함하는 무선 시스템에서 각 기지국이 상기 시스템의 일부에 대하여 서비스한다. 캐쉬는 해당 기지국의 서비스 지역 내의 원격 유닛에 의해 정기적으로 요청된 파일들을 저장한다. 기지국이 원격 유닛으로부터 메시지를 수신하면, 메시지를 파싱하여 이 메시지가 파일 요청을 포함하고 있는지 결정한다. 만일 포함하고 있다면, 기지국은 파일이 캐쉬에서 이용가능하지 여부를 결정한다. 만일 파일이 캐쉬에서 이용가능하다면, 기지국은 요청된 파일을 캐쉬로부터 전달함으로써 요청에 응답한다. 만일 파일이 캐쉬에서 이용가능하지 않다면, 기지국은 메시지를 제어기로 전달하고, 제어기에서 인터넷을 통하여 적당한 컨텐츠 서버로부터 파일을 검색한 후, 파일을 기지국에 제공한다.
분산 캐쉬, 무선 통신 시스템, 기지국, 파일, 서비스 지역

Description

무선 통신 시스템을 위한 분산 캐쉬 {DISTRIBUTED CACHE FOR A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 무선 통신 시스템에서의 디지털 데이터 전송에 관한 것이다.
디지털 데이터 통신 시스템은 점점 더 널리 보급되고 있다. 예를 들어, 다수의 사용자와 서버 사이에 오디오, 그래픽, 및 비디오 정보를 디지털 형태로 전송할 뿐만 아니라, 이메일, 웹 페이지의 형태로 디지털 데이터를 전송하는데 인터넷이 흔히 사용된다. 인터넷 "구름(cloud)"(10)은 대다수의 사용자와 컨텐츠 서버 사이를 상호 연결한다. 인터넷 구름(10)에 대한 액세스를 얻기 위해서, 인터넷 서비스 제공자(12)가 인터넷 구름(10)과 사용자 그룹(14A-14N) 사이의 게이트웨이로서 작용한다.
"웹을 서핑"하는 동안 통상적으로 사용자는 인터넷 구름(10)에 접속된 다양한 컨텐츠 서버들(8A-8n) 내에 저장된 일련의 웹 페이지들을 액세스한다. 일반적으로 사용자는 브라우저 소프트웨어를 통하여 웹 페이지를 요청한다. 브라우저 소프트웨어는 인터넷을 정의하는 프로토콜들의 집합을 사용하여 이 웹 페이지를 검색한다. 예를 들어, 브라우저 소프트웨어는 전송 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜(Transmission Control/Internet Protocol, TCP/IP)뿐만 아니라 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(Hypertext Transfer Protocol, HTTP)을 사용하여 웹 페이지를 검색한다. 브라우저 소프트웨어는 검색 과정 동안에 먼저 도메인 이름 시스템(Domain Name System, DNS)에게 적당한 컨텐츠 서버를 찾도록 요청한 후, 웹 페이지를 구성하는 오브젝트들의 집합을 개별적으로 요청하여 수신하기 때문에, 사용자는 기다려야만 한다.
컨텐츠 서버에 각각 HTTP 요청을 함으로써, 새로운 TCP 접속이 오픈된다. 접속이 설정된 이후에 사용자의 브라우저 소프트웨어는 특정한 하이퍼텍스트 표시 언어(Hypertext Markup Language, HTML) 오브젝트에 대한 HTTP 요청을 전송한다. HTML 파일을 구성하는 모든 HTML 오브젝트들을 인터넷에서 검색해야 하기 때문에 HTTP 지연 시간(latency)으로 인한 차례로 도는(round-trip) 지연으로 인하여 사용자는 기다려야 하는 것이다.
컨텐츠 서버는 사용자로부터 수천마일 떨어진 위치에 위치할 수도 있다. 그러한 먼 거리에서는 메시지가 빛의 속도로 이동한다 할지라도 각 오브젝트를 검색하는데 걸리는 수많은 차례로 도는(round-trip) 지연 때문에 상당한 지연 시간이 쌓일 것이다.
HTML 파일은 브라우저에게 디스플레이 정보와 같은 정보를 제공하는 디지털 데이터 파일이다. 일반적으로, HTML 파일에는 HTML 오브젝트들의 집합이 내장되어 있다. 예를 들어, 내장된 오브젝트들은 자바 애플릿, JPEG 또는 GIF 그래픽 오브젝트, 비디오 파일, 또는 사운드 클립을 포함할 수 있다. 예를 들어, YAHOO!(등록 상표) 홈페이지와 같은 전형적인 웹 페이지는 광고 배너들, 헤드라인 배너들, YAHOO! 로고, 및 링크 소프트 버튼을 나타내는 HTML 파일이다. 하나의 전체 웹 페이지가 검색되면, 사용자들(14A-14N)에 의해 사용된 브라우저들은 개별적으로 각 내장된 오브젝트를 요청한다. 이렇게 해서, 완전히 디스플레이된 웹 페이지를 생성하는데 관련된 응답 시간에는 HTML 파일을 검색하는데 필요한 시간, 및 그 내부에서 참조되는 모든 내장된 오브젝트들을 검색하는데 필요한 시간을 모두 포함한다.
도 1에 도시된 인터넷(10)과 인터넷 서비스 제공자(12) 간에 전송되는 데이터의 양을 감소시키고 시스템의 대기 시간을 줄이기 위해서, 인터넷 서비스 제공자(12)는 캐쉬(16)를 포함할 수 있다. 일반적으로 캐쉬(16)는 인터넷 서비스 제공자(12) 내에서 중앙 처리 장치에 의하여 액세스되는 속도가 빠른 기억 버퍼 또는 메모리로서 구현될 수 있다. 캐쉬(16)는 HTML 오브젝트들 뿐만 아니라 사용자들(14A-14N)이 흔히 요청하는 그래픽 파일이나 사운드 클립과 같은 다른 파일들을 저장하는데 사용할 수 있다. 예를 들어, YAHOO!(등록상표임) 홈페이지 HTML 파일은 매일 매일 대다수의 사용자들(14A-14N)에 의하여 액세스되기 쉽다. 따라서, YAHOO!(등록상표) HTML 파일과 함께, 파일에 내장된 많은 HTML 오브젝트들을 하루에 여러 번 다운로드하는 것을 피하기 위하여, 페이지를 구성하는 공통된 오브젝트들을 캐쉬(16)에 저장하여 두고, 사용자들(14A-14N) 중 한 명의 요청이 있을 때 인터넷 서비스 제공자(12)가 캐쉬로부터 검색할 수 있다. 인터넷 서비스 제공자(12)가 캐쉬(16)로부터 파일들을 검색하는 것이 인터넷(10)을 통해 컨텐츠 서버들(8)을 검색하는 것보다 빠르기 때문에, 사용자가 인지하는 대기 시간은 감소될 수 있다.
효율적인 캐쉬 시스템을 설계하기 위해서는 몇 가지 인자들이 결정되어야 한다. 예를 들어, 캐쉬(16)는 한정된 메모리 기억 용량을 가지고 있기 때문에, 인터넷 서비스 제공자(12)는 사용자들(14A-14N)이 어떤 HTML 오브젝트들을 요청할 가능성이 가장 큰지 결정해야 한다. 따라서, 사용자들(14A-14N)의 사용 패턴을 근거로 어떤 HTML 오브젝트들을 캐쉬(16)에 저장해야 하는지 결정하는 사용 패턴 알고리듬이 개발되었다. 따라서, 캐쉬(16)내의 정보는 규칙적인 시간 간격으로 갱신되어야 한다. 예를 들어, 거의 실시간으로 주식 시세를 제공하는 웹 페이지는 몇 초마다 갱신되어야 한다. YAHOO!(등록상표) 홈페이지에서 볼 수 있는 것과 같은 광고 배너는 매 시간 갱신될 수 있다. YAHOO!(등록상표) 홈페이지의 아침 헤드라인과 같은 다른 정보는 하루에 한번 또는 두번 갱신될 수 있다. YAHOO!(등록상표) 로고와 같은 다른 오브젝트들은 훨씬 긴 시간 동안 유효하게 남아있을 수 있다. 사용 패턴 알고리듬은 또한 어떤 HTML 오브젝트가 캐쉬에 저장될 가치가 있는지와, 어떤 HTML 오브젝트가 가치가 없을 정도의 빈도로 갱신되어야 하는지를 결정해야 한다. 또한, 사용 패턴 알고리듬은 캐쉬(16)에 저장된 HTML 오브젝트가 언제 삭제되어야 하고, 파일을 갱신하기 위하여 언제 인터넷(10)으로부터 다시 한번 검색되어야 하는지 결정하는데 사용될 수 있다.
이러한 인자들을 바탕으로, 효율적인 사용 패턴 알고리듬 및 관리가 가능한 사이즈의 캐쉬를 사용하여 사용자들(14A-14N)에 의해 요청되는 데이터의 약 60 %를 캐쉬(16) 내에 저장하는 것을 합당하게 기대할 수 있다. 캐쉬(16)의 기억 용량이 크게 증가한다고 할지라도 현대의 인터넷 사용 패턴을 바탕으로 60% 이상의 캐쉬 속도를 달성하는 것은 어렵다.
인터넷 서비스 제공자(12)는 공지의 다양한 기술들을 사용하여 사용자들(14A-14N)에게 접속될 수 있다. 예를 들어, 직접적으로 연결되는 표준의 POTS(plain old telephone service)와 같은 구리선을 사용하여 인터넷 서비스 제공자(12)를 원격 유닛(14A)에 접속할 수 있다. 또한, 인터넷 서비스 제공자와 사용자간의 접속에 있어 데이터 속도를 증가시키기 위하여 케이블 모뎀과 다른 디지털 가입자 선(DSL, digital subscriber lines)이 개발되었다.
현대의 무선 통신 기술들을 사용하는 경우, 유선 링크가 아닌 무선 링크를 사용하여 인터넷 서비스 제공자(12)와 하나 이상의 사용자들(14A-14N)을 접속할 수 있다. 일반적으로 무선 링크는 전송 속도가 제한될 뿐 아니라 용량이 한정되어 있기 때문에 인터넷 서비스 제공자와 사용자간에 데이터를 전송하는데 있어 추가적인 지연을 초래할 수 있다. 이러한 시스템에서는 지연이 축적되어 사용자들이 인지하는 응답 시간을 증가시키기 때문에, 시스템의 다른 부분에서 지연 시간을 줄일 수 있다는 잇점이 더욱 부각되고 있다.
도 2는 무선 링크를 통하여 인터넷 접속을 제공하는 종래의 디지털 데이터 시스템을 도시하는 블록도이다. 도 2에서 시스템은 지상의(terrestrial) 시스템으로서 구성되어 있다. 일련의 무선 기지국(20A-20N)이 인터넷 서비스 제공자(12)에 의해 무선 인터넷 액세스가 제공되는 지역에 걸쳐 분포되어 있다. 각 무선 기지국(20A-20N)은 해당하는 물리적인 서비스 지역 내에서 원거리 사용자들과의 무 선 통신을 제공한다. 예를 들어, 도 2에서 사용자들(14A-14N)은 기지국(20A)의 서비스 지역 내에 존재하는 것으로 도시되어 있다. 이렇게 해서, 원격 유닛이 웹 페이지와 같은 디지털 데이터를 요청할 때, 이 웹 페이지에 대한 요청은 사용자(14)로부터 관련된 기지국(20A)으로 전달된다. 기지국(20A)은 이 요청을 인터넷 서비스 제공자(12)에게 전달하는데, 이는 추가적인 지연을 초래한다. 인터넷 서비스 제공자(12)는 요청된 정보를 캐쉬(16)로부터 제공하거나, 만일 HTML 오브젝트가 캐쉬(16)에 없다면, 인터넷 구름(10)을 통해 컨텐츠 서버(8A-8N)로부터 요청된 정보를 제공한다. 반대 과정을 거쳐서 오브젝트가 사용자에게 다시 전달되는데, 이는 역시 추가적인 지연을 초래한다. 전술한 바와 같이, 요청에 대한 응답에 관련된 다른 지연들뿐만 아니라 요청을 무선 링크를 통하여 전송하는데 관련된 누적된 지연은, 최종 사용자에게는 참을 수 없을 만큼 커진다.
따라서, 무선 통신 시스템에서 디지털 데이터를 효율적으로 액세스하기 위한 수단 및 방법을 제공할 필요성이 오래 동안 제기되어 왔다.
제한된 물리적인 서비스 지역들의 집합을 포함하는 무선 시스템에서, 기지국은 상기 제한된 물리적 커버리지 영역들 중 어느 지역 내의 다수의 사용자들에게 무선 링크를 통하여 서비스를 제공한다. 기지국은 백홀(backhaul)를 통하여 인터넷 서비스 제공자에게 연결되어 있다. 인터넷 서비스 제공자는 디지털 데이터 네트워크를 통하여 다수의 컨텐츠 서버에 연결되어 있다. 각 기지국은 관련된 캐쉬를 하나 가지고 있다. 캐쉬는 해당 기지국과 관련된 제한된 물리적 커버리지 영역 내의 사용자들이 자주 요청하는 파일들 및 오브젝트들을 저장하는 데 사용된다. 사용자가 파일 또는 오브젝트에 대한 요청을 포함하는 메시지를 기지국으로 전송하면, 기지국은 이 메시지를 파싱(parsing)한다. 만일 요청된 파일 또는 오브젝트가 캐쉬에 있는 것이라면, 기지국은 이 파일 또는 오브젝트를 캐쉬로부터 사용자에게 보낸다. 이러한 방식으로 인하여, 요청이 백홀 또는 디지털 데이터 네트워크를 통하여 전송될 필요가 없기 때문에, 무선 시스템의 응답 시간을 상당히 감소시킨다.
도 1은 일반적인 인터넷 디지털 데이터 시스템을 도시하는 블록도.
도 2는 무선 링크를 통하여 인터넷 접속을 제공하는 종래의 디지털 데이터 시스템을 도시하는 블록도.
도 3은 무선 링크를 통하여 인터넷 접속을 제공하는 본 발명에 따른 디지털 데이터 시스템을 도시하는 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작을 도시하는 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시예를 나타내는 블록도이다. 도 3에서 인터넷 서비스 제공자(112)와 같은 중앙 제어기가 인터넷 구름(100)과 같은 디지털 데이터 네트워크에 연결되어 한 그룹의 컨텐츠 서버(98A-98N)에 대한 접속을 제공한다. 또한, 인터넷 서비스 제공자(112)는 일련의 기지국(114A-114N)에 연결되어 있다. 일반적으로, 인터넷 서비스 제공자(112)는 고용량의 디지털 데이터 링크뿐만 아니라 기지국 제어기를 통하여 일련의 기지국(114A-114N)에 연결되어 있다.
각 기지국(114A-114N)은 분포된 안테나 사이트의 사용을 통하여 해당하는 물리적 커버리지 영역에 서비스를 제공한다. 일 실시예에서 기지국이 일반적인 이동 무선 통신 시스템 또는 정지 무선 통신 시스템에서 발견되는 것과 같은 지상 기지국이다. 다른 실시예에서 기지국은 다른 기지국과 함께 위치하여 위성, 광대역 고정 무선 또는 지향성 안테나에 의하여 별개의 물리적 커버리지 영역에 서비스를 제공할 수 있다. 사용자들(118A-118N)은 기지국(114A)의 서비스 지역 내에 위치한다. 사용자들(120A-120N)은 기지국(114B)의 서비스 지역 내에 위치한다. 사용자들(124A-124N)은 기지국(114N)의 서비스 지역 내에 위치한다.
각 기지국(114A-114N)은 대응하는 캐쉬(116A-116N)를 가지고 있다. 캐쉬(116A-116N)는 대응하는 기지국(114A-114N) 내의 라우터와 중앙 처리 장치에 의해 액세스될 수 있는 고속의 기억 버퍼 또는 메모리로서 구현될 수 있다. 캐쉬(116)는 대응하는 기지국과 관련된 사용자들이 자주 요청하는 정보를 저장하는데 사용된다. 기지국(114A)은 주지의 기술에 따라 캐쉬(116A) 내에 어떤 파일들과 오브젝트들을 저장할 것인지 결정하기 위하여 그 대응하는 서비스 지역 내의 사용자들(118A-118N)의 사용 패턴을 모니터하는 사용 패턴 알고리듬을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 캐쉬(116)는 자주 요청되는 HTML 파일들과 오브젝트들을 저장한다. 사용자(118A)와 같은 사용자가 웹 페이지를 요청할 때, 기지국(114A)과 같은 대응 기지국은 사용자(120)에 의해 생성되는 파일들과 오브젝트들에 대한 일련의 요청을 가로채어 분석한다. 이렇게 해서 종래 기술과는 대조적으로 기지국(114A)은 단순히 무차별적으로 원격 유닛의 요청들을 인터넷 서비스 제공자에게 전달하는 대신, 요청들의 내용을 검사한다.
요청된 파일들 또는 오브젝트들 중 하나 이상이 캐쉬(116A)에서 이용가능하다면, 기지국(114A)은 캐쉬(116A)에서 요청된 파일 또는 오브젝트를 검색하여 이를 사용자(118A)에게 전달함으로써 응답한다. 이렇게 해서, 이 요청은 인터넷 서비스 제공자(112)를 통하여 전달되거나 인터넷 구름(100)으로 전달될 필요가 없다. 캐쉬(116A) 내에서 이용가능하지 않은 파일 또는 오브젝트가 있다면, 기지국(114A)은 대응하는 요청을 인터넷 서비스 제공자(112)로 전달하고, 이 인터넷 서비스 제공자는 이 요청을 인터넷 구름(100)을 통하여 컨텐츠 서버들(98A-98N) 중 하나로 차례로 전달할 수 있다. 일 실시예에서 인터넷 서비스 제공자(112)는 또한 인터넷 서비스 제공자(112)에 의해 액세스될 수 있는 캐쉬(126)를 포함하고, 만일 요청된 오브젝트가 캐쉬(126)에서 이용가능하다면, 인터넷 서비스 제공자(112)는 인터넷 구름(100)으로부터 이 파일을 검색할 필요가 없다.
도 3에 도시된 구성은 많은 장점을 가진다. 인터넷 서비스 제공자(1120와 기지국(114A-114N) 간의 접속을 백홀(backhaul)이라 칭한다. 현재의 비용 구조에 의하면, 백홀을 작동하는 비용은 무선 네트워크를 제공하는 비용의 상당한 부분을 차지한다. 기지국(114A)은 캐쉬(116A)로부터 정보를 검색함으로써, 인터넷 서비스 제공자(112)에게 백홀을 통하여 메시지를 전달할 필요가 없다. 따라서, 도 3에 도시된 구조에 의하면, 백홀에서의 부하(load)가 감소됨으로써, 무선 서비스를 제공하는 비용이 절감된다. 또한, 시간을 바탕으로(on a timely basis) 백홀 커패시티를 얻는 것은 무선 캐리어가 무선 시스템을 사용하는 능력을 제한할 수도 있다. 캐리어는 백홀에서의 부하를 감소시킴으로써, 저하된 커패시티의 백홀을 사용하여 시스템을 작동시킬 수 있고, 이에 따라 시스템을 사용하는데 필요한 백홀 커패시티를 감소시킬 수 있다.
또한, 캐쉬(116A)를 제한된 서비스 지역과 결합함으로써, 사용자들의 사용 패턴은 더욱 서로 관련되기 쉽다. 예를 들어, 일반적인 인터넷 서비스 제공자는 다소 넓은 지리적 지역에 대하여 서비스를 제공한다. 보다 구체적으로, 인터넷 서비스 제공자는 여러 개의 도시들, 더 작은 마을들, 및 농촌 지역을 포함하는 수백 평방 마일을 서비스하여, 국가 전체에 대한 서비스를 제공할 수 있다. 이와 대조적으로 일반적인 지역 기지국은 약 3 - 100 평방 마일의 지역에 대하여 서비스를 제공한다. 더 넓은 지역이 더 좁은 지역으로 분할될 때, 요청된 페이지에서 사용자들 간에 연관될 확률은 증가한다. 예를 들어, 시내 지역을 포함하는 서비스 지역에서는 대학 캠퍼스를 서비스하는 서비스 지역에 비하여 법률 정보, 비즈니스 정보, 재무 정보 및 세금 정보를 요청하는 사용자들의 수가 많을 가능성이 높다. 인구 밀집 지역에 서비스를 제공하는 경우, 공업 단지의 공장 지역에 서비스를 제공하는 것보다, 요청되는 정보가 다가오는 승마 경기에 관하여 집중되어 있을 가능성이 높다.
따라서, 캐쉬(116) 내에 저장되는 파일들을 선택하는 사용 패턴 알고리듬에 의하면, 캐쉬(116)로부터 직접 서비스될 수 있는 요청이 차지하는 비율이 캐쉬(126)를 통해서 서비스되거나 컨텐츠 서버(98)로부터 서비스될 수 있는 요청이 차지하는 비율보다 더 커질 가능성이 높다. 따라서, 도 3에 도시된 구성은 사용 자가 인식하는 지연 시간뿐만 아니라 백홀 트래픽을 감소시킨다.
일 실시예에서, 기지국은 예측 캐싱을 실행한다. 예측 캐싱은 사용자가 파일 또는 오브젝트를 요청하기 전에 미리 이것을 검색하여 캐쉬에 저장하는 경우에 일어난다. 예를 들어, 많은 사용자가 조간 신문을 액세스하는 경우이다. 조간 신문은 무선 시스템에 대한 요구가 최소인 이른 아침에 발행자가 공개하므로, 조간 신문에 관련된 파일 및 내장된 오브젝트를 검색하는데 예측 캐싱을 사용할 수 있다. 이러한 식으로 해서, 사용자가 이른 아침에 신문을 액세스하기 시작할 때, 파일들 및 오브젝트들 중 적어도 일부가 이미 캐쉬에서 이용가능하다. 본 발명에 따른 캐싱은 또한 예측 캐싱에 의해 달성되는 효율성을 증가시킨다. 대학 캠퍼스의 거주자는 전국 신문보다는 지역 신문이나 캠퍼스 신문을 액세스할 가능성이 클 수 있다. 비즈니스를 하는 사용자들은 월 스트리트 저널(Wall Street Journal)과 같은 비즈니스 및 경제 신문을 액세스할 가능성이 크다. 본 발명의 지역 캐싱 시스템은 이러한 지역적인 차이를 고려하였다.
도 3에 도시된 구성의 또다른 장점은 무선 링크가 종래 기술에 비해 더 효율적으로 동작한다는 점이다. 만일 무선 링크를 회로 스위치 시스템(circuit switch system)으로 구성한다면, 사용자(118)가 기지국에 요청을 행할 때, 응답이 수신될 때까지 그 원격 유닛만이 자원을 사용한다. 이 요청에 대한 응답과 관련된 지연 시간을 감소시킴으로써, 원격 유닛의 사용자들이 요청을 행하고 응답을 수신하기 위하여 사용하는 무선 링크 자원들을 감소시킬 수 있으며, 언제든지 한 번에 시스템에 의해 서비스될 수 있는 사용자들의 수를 증가시킬 수 있다.
현대의 무선 통신 기술을 사용하면, 사용자(118)와 기지국(114) 간에 무선 링크를 통하여 데이터를 전송할 수 있는 속도가 인터넷 구름(100)이 정보를 제공할 수 있는 속도보다 더 빨라질 수 있다. 따라서, 캐쉬(116)로부터 직접 정보를 제공함으로써, 인터넷 구름(100)의 더 느린 전송 속도를 수용하기 위하여 데이터가 무선 링크를 통하여 전달되는 속도를 인위적으로 낮출 필요가 없다. 이것은 결국 전체적인 시스템 커패시티를 증가시켜, 시스템은 더 많은 사용자들을 수용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작을 도시하는 흐름도이다. 블록(140)에서 사용자는 파일 또는 오브젝트를 요청한다. 사용자는 무선 링크를 통하여 메시지 형태로 이 요청을 기지국에 전달한다. 블록(142)에서 기지국은 요청을 가로채어 파싱한다. 예를 들어, 기지국은 인터넷 서비스 제공자와 동일한 방식으로 요청의 내용들을 검사하여, 널리 알려진 방법을 사용하여 메시지를 확인한다. 기지국은 또한 요청된 파일 또는 오브젝트가 기지국 캐쉬로부터 이용가능한지 여부를 결정한다. 전술한 바와 같이, 선호되는 환경에서는 캐쉬가 기지국과 함께 위치하거나 기지국과 구체적으로 연관되어 있다. 블록(144)에서 만일 파일 또는 오브젝트가 캐쉬에서 이용가능하다면, 기지국은 캐쉬로부터 파일 또는 오브젝트를 사용자에게 전달한다. 사용자는 블록(146)에서 파일 또는 오브젝트를 수신한다. 따라서, 블록(140)에서 블록(142)을 거쳐 블록(144)으로 가서 다시 블록(146)으로 흘러감으로써, 백홀 자원들, 인터넷 서비스 제공자의 자원들, 또는 디지털 데이터 구름 자원들을 이용하지 않고 사용자의 요청에 신속한 응답을 제공할 수 있다.
블록(144)에서 만일 요청된 파일 또는 오브젝트가 기지국의 캐쉬에서 이용가능하지 않다면, 기지국은 도 4에 일점쇄선으로 표시된 백홀을 통하여 이 요청을 인터넷 서비스 제공자에게 전달한다. 블록(148)에서 이에 대한 응답으로 인터넷 서비스 제공자는 요청된 파일 또는 오브젝트가 인터넷 서비스 제공자와 관련된 캐쉬에서 이용가능한지 여부를 결정한다. 만일 이용가능하다면, 블록(150)에서 인터넷 서비스 제공자가 도 4에 일점쇄선으로 표시된 것과 같이 파일 또는 오브젝트를 기지국으로 전달한다. 블록(152)에서 기지국은 파일 또는 오브젝트를 원격 유닛으로 전달한다. 일점쇄선으로 도시된 것과 같이, 블록(154)에서 사용자는 파일 또는 오브젝트를 수신한다. 블록(150)에서 만일 파일 또는 오브젝트가 인터넷 서비스 제공자와 연관된 캐쉬에서 이용가능하지 않다면, 인터넷 서비스 제공자는 널리 알려진 기술을 이용하여 도 4에 점선으로 표시된 것과 같이 인터넷 구름을 통하여 컨텐츠 서버로부터 파일 또는 오브젝트를 요청한다. 블록(156)에서 인터넷 서비스 제공자는 파일 또는 오브젝트를 수신하여 도 4의 점선으로 표시된 것과 같이 기지국으로 전달한다. 기지국은 파일 또는 오브젝트를 수신하여 블록(158)에서 이 파일 또는 오브젝트를 사용자에게 전달한다. 블록(160)에서 사용자는 파일 또는 오브젝트를 수신한다.
사용 패턴 알고리듬은 도 4에 도시된 동작과 병렬적으로 기지국에서 실행된다. 예를 들어, 기지국이 요청을 가로채어 파싱하는 블록(142)에서, 기지국은 요청된 파일 또는 오브젝트의 지정을 사용 패턴 알고리듬에 전달하여, 사용 패턴 알고리듬이 관련 캐쉬의 컨텐츠를 결정하는데 사용할 수 있도록 한다.
일 실시예에서 단일 캐쉬가 하나 이상의 안테나 사이트에 관련되어 있다. 예를 들어, 두 개의 기지국이 하나의 캐쉬를 공유할 수 있다. 다른 실시예에서, 기지국들 중 일부가 그 기지국과 관련된 제한된 물리적 커버리지 영역의 하위 지역에 서비스를 제공하는 별개의 섹터들을 포함한다. 이러한 경우에 사용자들이 각 섹터에서 사용할 수 있도록 단일 캐쉬가 제공될 수 있고 사용자들이 모든 수의 섹터들의 부분 집합에서 사용할 수 있도록 하나 이상의 캐쉬가 제공될 수도 있다. 또한, 다른 실시예에서는 무선 시스템 내의 기지국들의 어느 한 부분 집합 만이 지역(local) 캐쉬를 가지고 있다.
본 발명은 본 발명의 정신과 중요한 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 특정한 형태로 구현될 수 있다. 전술한 실시예는 모든 면에서 단지 예시적이고 제한적인 것이 아닌 것으로 인식되어야 하므로, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명이 아닌 첨부된 청구항들에 의해 나타내어질 것이다. 본 청구항들과 균등한 범위와 의미 내에서 변경을 가하는 것은 본 발명의 범위 내에 속할 것이다.

Claims (13)

  1. 기지국에서, 무선 링크를 통하여 메시지를 수신하는 단계와,
    상기 기지국에서, 요청된 파일을 상기 메시지로부터 식별하는 단계와,
    상기 요청된 파일이 상기 기지국과 연관된 메모리부터 이용가능한지 여부를 결정하는 단계와,
    만일 상기 요청된 파일이 상기 메모리 내에서 이용가능하다면, 상기 요청된 파일을 상기 기지국으로부터, 요청한 원격 유닛으로 전달하는 단계와,
    만일 요청된 파일이 상기 메모리로부터 이용가능하지 않다면, 상기 메시지를 중앙 제어기로 전달하는 단계를 포함하는 무선 데이터 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 메시지를 수신하는 단계 전에, 상기 기지국이 수신한 요청된 파일들의 사용 패턴에 기초하여 상기 메모리에 저장할 파일들을 선택하는 단계를 더 포함하는 무선 데이터 전송 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중앙 제어기에서, 상기 메시지를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계와,
    상기 중앙 제어기에서, 요청된 파일을 상기 메시지로부터 식별하는 단계와,
    상기 요청된 파일이 상기 중앙 제어기와 연관된 메모리로부터 이용가능한지 여부를 결정하는 단계와,
    만일 상기 요청된 파일이 상기 중앙 제어기와 연관된 상기 메모리 내에서 이용가능하다면, 상기 요청된 파일을 상기 기지국으로 전달하는 단계와,
    만일 상기 요청된 파일이 상기 중앙 제어기와 연관된 상기 메모리로부터 이용가능하지 않다면, 상기 메시지를 네트워크로 전달하는 단계를 더 포함하는 무선 데이터 전송 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기지국은 무선 시스템의 제한된 부분에 서비스를 제공하는 것인 무선 데이터 전송 방법.
  5. 각 기지국은, 대응하는 제한된 물리적 커버리지 영역 내에 위치한 원격 유닛들에게 서비스를 제공하는, 다수의 기지국과,
    상기 다수의 기지국 각각에 연결된 중앙 제어기와,
    상기 중앙 제어기에 연결되고, 상기 중앙 제어기를 통하여 상기 다수의 기지국 각각에 연결된 네트워크와,
    상기 다수의 기지국 중 제1 기지국과 연관되어 있고, 상기 네트워크를 통하여 검색된 디지털 데이터를 저장하는 캐쉬를 포함하고,
    상기 제1 기지국이 파일을 요청하는 무선 사용자로부터 메시지를 수신하고, 상기 파일이 상기 캐쉬 내에 저장되어 있을 때, 상기 제1 기지국은 상기 메시지로부터 상기 파일을 식별하고 상기 파일을 상기 캐쉬에서 검색하며 상기 파일을 상기 무선 사용자에게 전달하는 것인 무선 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 다수의 기지국 각각은 상기 대응하는 제한된 물리적 커버리지 영역 내에 위치하는 것인 무선 시스템.
  7. 제5항에 있어서, 상기 다수의 기지국 각각은 위성 링크를 사용하여 상기 제한된 물리적 커버리지 영역으로 서비스를 제공하는 것인 무선 시스템.
  8. 제5항에 있어서, 상기 캐쉬에 저장될 상기 디지털 데이터를 식별하기 위한 사용 패턴 알고리듬을 더 포함하는 무선 시스템.
  9. 제5항에 있어서, 상기 캐쉬에 저장될 상기 디지털 데이터를 식별하기 위한 예측 캐싱 알고리듬을 더 포함하는 무선 시스템.
  10. 제5항에 있어서, 상기 파일은 내장된(embedded) 인터넷 오브젝트인 것인 무선 시스템.
  11. 기지국에서, 메시지를 무선 링크를 통하여 수신하기 위한 수단과,
    상기 기지국에서, 요청된 파일을 상기 메시지로부터 식별하기 위한 수단과,
    상기 요청된 파일이 상기 기지국에 연관된 메모리로부터 이용가능한지 여부를 결정하기 위한 수단과,
    상기 요청된 파일이 상기 메모리 내에서 이용가능하다면, 상기 요청된 파일을 상기 기지국으로부터, 요청한 원격 유닛으로 전달하기 위한 수단과,
    상기 요청된 파일이 상기 메모리로부터 이용가능하지 않다면, 상기 메시지를 중앙 제어기로 전달하기 위한 수단을 포함하는 무선 데이터 전송 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 기지국이 수신한 요청된 파일들의 사용 패턴에 기초하여 상기 메모리에 저장할 파일들을 선택하기 위한 수단을 더 포함하는 무선 데이터 전송 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 중앙 제어기에서, 상기 메시지를 상기 기지국으로부터 수신하기 위한 수단과,
    상기 중앙 제어기에서, 요청된 파일을 상기 메시지로부터 식별하기 위한 수단과,
    상기 요청된 파일이 상기 중앙 제어기와 연관된 메모리로부터 이용가능한지 여부를 결정하기 위한 수단과,
    만일 상기 요청된 파일이 상기 중앙 제어기와 연관된 상기 메모리 내에서 이용가능하다면, 상기 요청된 파일을 상기 기지국으로 전달하기 위한 수단과,
    만일 요청된 파일이 상기 중앙 제어기와 연관된 상기 메모리로부터 이용가능하지 않다면, 상기 메시지를 네트워크로 전달하기 위한 수단을 더 포함하는 무선 데이터 전송 시스템.
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